JP2003169492A - Dc brushless motor control circuit and image forming apparatus - Google Patents

Dc brushless motor control circuit and image forming apparatus

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JP2003169492A
JP2003169492A JP2001366577A JP2001366577A JP2003169492A JP 2003169492 A JP2003169492 A JP 2003169492A JP 2001366577 A JP2001366577 A JP 2001366577A JP 2001366577 A JP2001366577 A JP 2001366577A JP 2003169492 A JP2003169492 A JP 2003169492A
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JP
Japan
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fet
nch
control circuit
gate drive
drive circuit
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Application number
JP2001366577A
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Japanese (ja)
Inventor
Shiro Takashima
志朗 高島
Hidetoshi Takayama
秀俊 高山
Masaharu Kimura
雅春 木村
Hiroshi Inanaga
宏 稲永
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Ricoh Printing Systems Ltd
Original Assignee
Hitachi Printing Solutions Inc
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Publication date
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To reduce sizes of an FET and a heat sink plate by improving a gate drive circuit of a driver and suppressing the loss of the FET in a DC brushless motor used for a polygon mirror motor or the like for a scanner. <P>SOLUTION: The DC brushless motor control circuit comprises a semiconductor switch, a gate drive circuit for driving the switch, and a control circuit for driving the gate drive circuit in such a manner that an arbitrary delay time incorporated in the gate drive circuit is combined with the acceleration of the gate drive circuit. <P>COPYRIGHT: (C)2003,JPO

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明はDCブラシレスモー
タ制御回路と、DCブラシレスモータをスキャナ用ポリ
ゴンミラーモータとして使用する電子写真方式の画像形
成装置に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a DC brushless motor control circuit and an electrophotographic image forming apparatus using the DC brushless motor as a polygon mirror motor for a scanner.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来の電子写真技術を応用した画像形成
装置は感光ドラムに電気的潜像を書込むためのスキャナ
用ポリゴンミラーモータとしてDCブラシレスモータを
使用し、FETやIGBT等の半導体スイッチをDCブ
ラシレスモータのドライバとして使用してきた。 通
常、電力用途のFETやIGBTはゲート入力容量が大
きく、容量性負荷の駆動に耐えられるゲート駆動回路が
必要である。ゲート駆動回路は制御回路によって駆動さ
れる。制御回路はDCブラシレスモータを回転させるため
の信号を発生する。次に図を使ってFETを使った場合
について具体的に説明する。
2. Description of the Related Art An image forming apparatus to which a conventional electrophotographic technique is applied uses a DC brushless motor as a polygon mirror motor for a scanner for writing an electric latent image on a photosensitive drum, and uses a semiconductor switch such as FET or IGBT. It has been used as a driver for DC brushless motors. In general, FETs and IGBTs for electric power use have a large gate input capacitance, and a gate drive circuit capable of withstanding driving a capacitive load is required. The gate drive circuit is driven by the control circuit. The control circuit generates a signal for rotating the DC brushless motor. Next, a case where an FET is used will be specifically described with reference to the drawings.

【0003】図5は従来のDCブラシレスモータ制御回
路のブロック図である。制御回路42は三相DCブラシ
レスモータの制御回路で一般的にはDCブラシレスモー
タの専用ICでありUL、VL、WL、UH、VH、W
Hの出力を変化させる。また制御回路42はダイレクト
PWM機能をもっておりUH、VH、WH信号をPWM
制御してNch−FETをPWM動作させる。 43は
Pch−FET49のゲート駆動回路でトランジスタ5
5、抵抗56で構成されPch−FET49のゲートに
繋がる出力部はコレクタフォロワ回路になっている。4
4はPch−FET51のゲート駆動回路でトランジス
タ57、抵抗58で構成されPch−FET51のゲー
トに繋がる出力部はコレクタフォロワ回路になってい
る。45はPch−FET53のゲート駆動回路でトラ
ンジスタ59、抵抗60で構成されPch−FET3の
ゲートに繋がる出力部はコレクタフォロワ回路になって
いる。46はNch−FET50のゲート駆動回路で抵
抗61、トランジスタ62、抵抗63で構成されるコレ
クタフォロワ回路構成となっている。47はNch−F
ET52のゲート駆動回路で抵抗64、トランジスタ6
5、抵抗66で構成されるコレクタフォロワ回路構成と
なっている。48はNch−FET54のゲート駆動回
路で抵抗67、トランジスタ68、抵抗69で構成され
るコレクタフォロワ回路構成となっている。抵抗70、
抵抗71、抵抗72はそれぞれNch−FET54、N
ch−FET52、Nch−FET54のゲート抵抗で
あり数十Ω程度の小抵抗でありNch−FETのゲート
に誘起されるノイズが問題にならない場合は各々のゲー
ト駆動回路とNch−FETのゲートを直結しても良
い。73はDCブラシレスモータであり前記FETに励
磁され回転する。
FIG. 5 is a block diagram of a conventional DC brushless motor control circuit. The control circuit 42 is a control circuit for a three-phase DC brushless motor and is generally a dedicated IC for the DC brushless motor, and is UL, VL, WL, UH, VH, W.
Change the output of H. Further, the control circuit 42 has a direct PWM function, and PWMs UH, VH, and WH signals.
The Nch-FET is controlled to perform PWM operation. Reference numeral 43 is a gate drive circuit for the Pch-FET 49, and the transistor
5, an output part which is composed of a resistor 56 and is connected to the gate of the Pch-FET 49 is a collector follower circuit. Four
Reference numeral 4 denotes a gate drive circuit for the Pch-FET 51, which is composed of a transistor 57 and a resistor 58, and the output section connected to the gate of the Pch-FET 51 is a collector follower circuit. Reference numeral 45 is a gate drive circuit for the Pch-FET 53, which is composed of a transistor 59 and a resistor 60, and the output section connected to the gate of the Pch-FET 3 is a collector follower circuit. Reference numeral 46 denotes a gate drive circuit for the Nch-FET 50, which has a collector follower circuit configuration including a resistor 61, a transistor 62, and a resistor 63. 47 is Nch-F
Resistor 64, transistor 6 in the gate drive circuit of ET52
5, a collector follower circuit configuration including a resistor 66. A gate drive circuit 48 of the Nch-FET 54 has a collector follower circuit configuration including a resistor 67, a transistor 68, and a resistor 69. Resistance 70,
The resistors 71 and 72 are Nch-FET 54 and N, respectively.
The gate resistance of the ch-FET 52 and the Nch-FET 54 is a small resistance of about several tens Ω, and when the noise induced in the gate of the Nch-FET does not pose a problem, each gate drive circuit and the gate of the Nch-FET are directly connected. You may. 73 is a DC brushless motor which is excited by the FET and rotates.

【0004】43、44、45はPch−FETのゲー
ト駆動回路であり機能および動作は全て同じであるため
43を使って説明する。制御回路42のULがHになる
とトランジスタ55はオンしP−FET49のゲート入
力容量はトランジスタ55によりLに駆動されるためP
−FET49のゲートはLになる。 制御回路42のUL
がLになるとトランジスタ55はカットオフしP−FE
T49のゲートは抵抗56によりに上昇する。 46、4
7、48はNch−FETのゲート駆動回路であり機能
および動作は全て同じであるため46を使って説明す
る。 制御回路42のUHがHになるとトランジスタ6
2はオンしP−FET49のゲートはLになる。 制御回
路42のUHがLになるとトランジスタ62はカットオ
フしP−FET49のゲートは抵抗56によりHにな
る。 次に図6を使って説明する。一つのPch−FE
Tがターンオフする時には他のPch−FETがターン
オンする。また一つのNch−FETがターンオンする
時には他のPch−FETがターンオフする。 Pch
−FETのターンオン時およびターンオフ時には1つの
Nch−FETがオンしているため2つのPch−FE
Tが流す電流が1つのNch−FETに流れ込む。この
時Pch−FETに流れている電流はモータが必要とす
る電流であるからNch−FETはモータ電流を大きく
上回る電流定格のものが必要になる。 また同じ様に一
つのNch−FETがターンオフする時には他のNch
−FETがターンオンする。また一つのNch−FET
がターンオンする時には他のNch−FETがターンオ
フする。 Nch−FETのターンオン時およびターン
オフ時には1つのNch−FETがオンしているため2
つのNch−FETが流す電流が1つのNch−FET
に流れ込む。この時Nch−FETに流れている電流は
モータが必要とする電流であるからNch−FETはモ
ータ電流を大きく上回る電流定格のものが必要になる。
以上の理由により全てのNch−FETと全てのNc
h−FETは同時オンの期間があり同時オン時の電流は
FETの損失を増大させ瞬時ジャンクション温度の原因
となる。そのためモータが要求する電流を大きく上回る
電流定格のFETを使い放熱板も大きな物を使う必要が
ある。
Reference numerals 43, 44, and 45 are gate drive circuits for Pch-FETs, which have the same function and operation, and will be described with reference to 43. When UL of the control circuit 42 becomes H, the transistor 55 is turned on and the gate input capacitance of the P-FET 49 is driven to L by the transistor 55, so P
-The gate of FET 49 goes low. UL of control circuit 42
When L becomes L, the transistor 55 is cut off and P-FE
The gate of T49 rises due to resistor 56. 46, 4
Reference numerals 7 and 48 denote Nch-FET gate drive circuits, which have the same functions and operations and will be described with reference to 46. When UH of the control circuit 42 becomes H, the transistor 6
2 turns on, and the gate of P-FET49 becomes L. When UH of the control circuit 42 becomes L, the transistor 62 is cut off and the gate of the P-FET 49 becomes H by the resistor 56. Next, description will be made with reference to FIG. One Pch-FE
When T turns off, the other Pch-FET turns on. When one Nch-FET turns on, the other Pch-FET turns off. Pch
-Two Pch-FEs because one Nch-FET is on when the FET is turned on and when it is turned off.
The current flowing by T flows into one Nch-FET. At this time, the current flowing in the Pch-FET is a current required by the motor, so that the Nch-FET is required to have a current rating much higher than the motor current. Similarly, when one Nch-FET turns off, another Nch-FET turns off.
-The FET turns on. Also one Nch-FET
When it turns on, the other Nch-FET turns off. Since one Nch-FET is on at the time of turning on and off the Nch-FET, 2
One Nch-FET has one Nch-FET
Flow into. At this time, the current flowing in the Nch-FET is a current required by the motor, and therefore the Nch-FET is required to have a current rating much higher than the motor current.
For the above reasons, all Nch-FETs and all Nc
The h-FET has a period of simultaneous ON, and the current at the time of simultaneous ON increases the loss of the FET and causes an instantaneous junction temperature. Therefore, it is necessary to use a FET with a current rating that greatly exceeds the current required by the motor and use a large radiator plate.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】半導体スイッチの損失
はオン期間中の定常損失と励磁切り替え時やPWM制御
により電流制御している時に発生する過渡損失がある。
DCブラシレスモータでは半導体スイッチとしてFET
やIGBTを使用する事が多く、低オン抵抗であるため
オン期間中の定常状態の損失より過渡損失による影響が
大きく従来の回路ではゲート回路は単にFETのゲート
電圧を発生するものであり過渡損失を抑える検討は過渡
損失を発生する時間を短くするためにゲート回路の速度
を上げる事を検討する程度であったためFETの同時オ
ン防止は検討されずにモータの電流値を大幅に上回るF
ETやIGBTを選定することとなった。従来のゲート
駆動回路では図6に示す様に励磁の切り替わる瞬間にN
ch−FETまたはNch−FETが同時に2つオンす
る期間が有り通常より大きな電流が流れる。また制御回
路はPWM制御によりFETのオン時間を制御し電流値
の制御を行なっているため PWMによる電流制御時の
FETのオン/オフ時に発生する過渡損失も熱損失とな
っていた。前記FETの同時オンとPWM時の過渡損失
により従来のDCブラシレスモータ制御回路では本来D
Cブラシレスモータの駆動に必要な定格のFETより大
幅に大きなFETを使用し、放熱のために大形の放熱板
を使っている。 本発明では従来のDCブラシレスモー
タのゲート駆動回路を改良し、FETの損失を抑えてF
ETおよび放熱板の小形化および信頼性を向上させるも
のである。
The loss of the semiconductor switch includes a steady loss during the ON period and a transient loss that occurs when the excitation is switched or the current is controlled by PWM control.
FET is used as a semiconductor switch in DC brushless motors.
Since the on-state resistance is low, the effect of transient loss is greater than the steady-state loss during the on-state because of its low on-resistance. In the conventional circuit, the gate circuit simply generates the gate voltage of the FET and the transient loss. In order to suppress the transient loss, the speed of the gate circuit should be increased in order to shorten the time to generate the transient loss. Therefore, the simultaneous ON prevention of the FET is not considered and the current value of the motor is greatly exceeded.
It was decided to select ET or IGBT. In the conventional gate drive circuit, as shown in FIG.
There is a period in which two ch-FETs or Nch-FETs are turned on at the same time, and a current larger than usual flows. Further, since the control circuit controls the on time of the FET by PWM control to control the current value, the transient loss generated when the FET is turned on / off during the current control by PWM is also a heat loss. Due to the simultaneous turn-on of the FET and the transient loss during PWM, the conventional DC brushless motor control circuit is originally D
The FET used is significantly larger than the rated FET required to drive the C brushless motor, and a large heat sink is used for heat dissipation. In the present invention, the gate drive circuit of the conventional DC brushless motor is improved to suppress FET loss and
The ET and the heat sink are downsized and the reliability is improved.

【0006】[0006]

【発明の実施の形態】図1に本発明の一実施例を示す。
制御回路34は三相DCブラシレスモータの制御回路
でUL、VL、WL、UH、VH、WHの出力を変化さ
せる。また制御回路34はダイレクトPWM機能をもっ
ておりUH、VH、WH信号をPWM制御してNch−
FETをPWM動作させる。 39はNch−FET1
のゲート駆動回路でトランジスタ14、トランジスタ1
3、抵抗23、抵抗22で構成されNch−FET1の
ゲートに繋がる出力部はトランジスタ13と抵抗22で
コレクタフォロワ回路になっている。 40はNch−
FET3のゲート駆動回路でトランジスタ16、トラン
ジスタ15、抵抗26、抵抗25で構成されNch−F
ET3のゲ−トに接続される出力部はトランジスタ15
と抵抗25でコレクタフォロワ回路になっている。 4
1はNch−FET5のゲート駆動回路でトランジスタ
18、トランジスタ17、抵抗29、抵抗28で構成さ
れNch−FET5のゲ−トに繋がる出力部はトランジ
スタ17と抵抗28でコレクタフォロワ回路になってい
る。36はNch−FET2のゲート駆動回路で抵抗3
1、トランジスタ7、トランジスタ8で構成されるエミ
ッタフォロワのプッシュプル構成となっている。37は
Nch−FET4のゲート駆動回路で抵抗32、トラン
ジスタ9、トランジスタ10で構成されるエミッタフォ
ロワのプッシュプル構成となっている。38はNch−
FET6のゲート駆動回路で抵抗33、トランジスタ1
1、トランジスタ12で構成されるエミッタフォロワの
プッシュプル構成となっている。抵抗19、抵抗20、
抵抗21はそれぞれNch−FET2、Nch−FET
4、Nch−FET6のゲート抵抗であり数十Ω程度の
小抵抗でありFETのゲートに誘起されるノイズが問題
にならない場合は各々のゲート駆動回路とNch−FE
Tのゲートを直結しても良い。
1 shows an embodiment of the present invention.
The control circuit 34 is a control circuit of a three-phase DC brushless motor and changes the outputs of UL, VL, WL, UH, VH, and WH. Further, the control circuit 34 has a direct PWM function and performs PWM control of UH, VH, and WH signals to perform Nch-
Operate the FET in PWM. 39 is Nch-FET1
14 and 1 in the gate drive circuit of
3, the output portion which is composed of the resistor 23 and the resistor 22 and is connected to the gate of the Nch-FET 1 is a transistor 13 and the resistor 22 to form a collector follower circuit. 40 is Nch-
The gate drive circuit of the FET3 is composed of a transistor 16, a transistor 15, a resistor 26, and a resistor 25, and is an Nch-F.
The output part connected to the gate of ET3 is a transistor 15
And the resistor 25 makes a collector follower circuit. Four
Reference numeral 1 denotes a gate drive circuit for the Nch-FET 5, which is composed of a transistor 18, a transistor 17, a resistor 29, and a resistor 28, and an output portion connected to the gate of the Nch-FET 5 is a transistor 17 and a resistor 28 to form a collector follower circuit. Reference numeral 36 is a gate drive circuit for the Nch-FET 2 and a resistor 3
The emitter-follower push-pull configuration is composed of a transistor 1, a transistor 7, and a transistor 8. Reference numeral 37 denotes a gate drive circuit for the Nch-FET 4, which has a push-pull structure of an emitter follower including a resistor 32, a transistor 9 and a transistor 10. 38 is Nch-
Resistor 33, transistor 1 in the gate drive circuit of FET6
1, an emitter follower composed of a transistor 12 and a push-pull structure. Resistor 19, resistor 20,
The resistors 21 are Nch-FET2 and Nch-FET, respectively.
4. The gate resistance of the Nch-FET 6, which is a small resistance of about several tens Ω, and when the noise induced in the gate of the FET does not pose a problem, each gate drive circuit and the Nch-FE
The gate of T may be directly connected.

【0007】図2は本発明でNch−FETの出力がオ
ンする場合とオフする場合の動作波形を示す。Nch−
FETの出力がオフからオンに変化するためにはULが
HからLに変化する必要が有り、制御回路34はULを
Lに変化させる。ULはゲート駆動回路39に入力しゲ
ート駆動回路39はNch−FET1のゲートに入力す
る。Nch−FETのゲートは入力容量がありゲート駆
動回路39内の抵抗22と過渡現象を起こして立ち下が
るためゲート入力容量Cipと抵抗22の抵抗値R22
の積で決定される時間だけ電圧の下降が遅延する。この
Nch−FETのゲート電圧下降の遅延時間はNch−
FETがオンする時間の遅延時間となる。 Nch−F
ETのオンからオフに変化する場合ULはHとなりゲー
ト駆動回路39に入力しゲート駆動回路39の出力はN
ch−FET1のゲートに入力する。Nch−FETオ
フ時もNch−FETのゲートは入力容量Cipが時間
遅れ要素として働くがゲート駆動回路内のトランジスタ
13で駆動されるため立ち上がりは急峻であり遅延時間
は小さい。 Nch−FETのゲート電圧上昇の遅延時
間が小さいためNch−FETがオフする時間の遅延も
小さくなる。
FIG. 2 shows operation waveforms when the output of the Nch-FET is turned on and when it is turned off in the present invention. Nch-
In order for the output of the FET to change from OFF to ON, UL needs to change from H to L, and the control circuit 34 changes UL to L. UL is input to the gate drive circuit 39, and the gate drive circuit 39 is input to the gate of the Nch-FET 1. Since the gate of the Nch-FET has an input capacitance and the resistor 22 in the gate drive circuit 39 causes a transient phenomenon to fall, the gate input capacitance Cip and the resistance value R22 of the resistor 22 are present.
The voltage drop is delayed by the time determined by the product of The delay time of the gate voltage drop of this Nch-FET is Nch-
This is the delay time of turning on the FET. Nch-F
When ET changes from on to off, UL becomes H and is input to the gate drive circuit 39, and the output of the gate drive circuit 39 is N.
Input to the gate of ch-FET1. Even when the Nch-FET is off, the input capacitance Cip of the gate of the Nch-FET acts as a time delay element, but since it is driven by the transistor 13 in the gate drive circuit, the rise is steep and the delay time is small. Since the delay time of the rise of the gate voltage of the Nch-FET is short, the delay of the time when the Nch-FET turns off also becomes small.

【0008】図3は本発明でNch−FETの出力がオ
ンする場合とオフする場合の動作波形を示す。Nch−
FETの出力がオフからオンに変化するためにはUHが
LからHに変化する必要が有り、制御回路34はUHを
Hに変化させる。UHはゲート駆動回路36に入力しゲ
ート駆動回路36はHを出力しNch−FET2のゲー
トに入力する。Nch−FETのゲートは入力容量Ci
nがありNch−FETがオンする時間抵抗19との積
で決まる時間だけ過渡現象を起こして立ち下がるためC
inと抵抗19の抵抗値R19の積で決定される時間だ
けNch−FETのターンオンが遅延する。但し、抵抗
19の値は数十Ωであり遅延時間は小さい。またNch
−FETがオフする場合はUHはHからLになりNch
−FETのゲートはLからHになる。Nch−FETの
ゲート電圧の立ち上がりはゲート駆動回路36がエミッ
タフォロワのプッシュプル構成であることからターンオ
ン変化時と同程度に高速で動作する。
FIG. 3 shows operation waveforms when the output of the Nch-FET is turned on and when it is turned off in the present invention. Nch-
In order for the output of the FET to change from OFF to ON, UH needs to change from L to H, and the control circuit 34 changes UH to H. UH is input to the gate drive circuit 36, and the gate drive circuit 36 outputs H and inputs it to the gate of the Nch-FET 2. The gate of the Nch-FET has an input capacitance Ci.
Since there is n and the Nch-FET is turned on, a transient phenomenon occurs for a time determined by the product of the resistance 19 and the resistance 19 and C falls.
The turn-on of the Nch-FET is delayed by the time determined by the product of in and the resistance value R19 of the resistor 19. However, the value of the resistor 19 is several tens Ω, and the delay time is small. Also Nch
-When FET turns off, UH changes from H to L and Nch
The gate of the FET goes from L to H. Since the gate drive circuit 36 has a push-pull structure of the emitter follower, the rising of the gate voltage of the Nch-FET operates at the same high speed as when the turn-on changes.

【0009】図4は本発明の各FETの動作波形である
がDCブラシレスモータの励磁相切り替え時に発生する
過渡的な同時オンの期間が少なくなっている。またNc
h−FETがPWM動作を行なっている場合にNch−
FET1のオンオフ時の過渡損失が発生するがゲート駆
動回路36はエミッタフォロワのプッシュプル構成にな
っているためゲートのオンオフの繰り返しの駆動は早く
PWM動作時のNch−FETの過渡損失は小さい。本
実施例はNch−FETのオン時に遅延時間を設け、ダ
イレクトPWM動作するNch−FETのゲート駆動回
路はプッシュプル構成にすることにより高速化し励磁相
切り替え時の損失とPWM時の損失を抑える事によりF
ETの損失を大幅に削減することができる。 DCブラ
シレスモータのFETのスイチング時に発生する損失の
ほとんどはFET同時オン時の過電流とNch−FET
が電流制御を行うために行うPWM制御時の過渡損失で
あるため、FETの同時オン防止とNch−FETのゲ
ート回路の高速化は損失を大幅に低減する。
FIG. 4 shows the operation waveforms of the respective FETs of the present invention, but the transient simultaneous ON period generated when switching the excitation phase of the DC brushless motor is reduced. Also Nc
When the h-FET is performing PWM operation, Nch-
Although the transient loss occurs when the FET 1 is turned on and off, the gate drive circuit 36 has a push-pull configuration of the emitter follower, so the gate is repeatedly driven on and off repeatedly, and the transient loss of the Nch-FET during PWM operation is small. In this embodiment, a delay time is provided when the Nch-FET is turned on, and the gate drive circuit of the Nch-FET operating in direct PWM mode has a push-pull configuration to speed up the operation and suppress the loss during switching the excitation phase and the loss during PWM. By F
ET loss can be significantly reduced. Most of the loss that occurs when switching the FET of a DC brushless motor is due to overcurrent when the FETs are simultaneously turned on and Nch-FET.
Is a transient loss at the time of PWM control performed for current control, and therefore prevention of simultaneous FET turn-on and speeding up of the gate circuit of the Nch-FET significantly reduce the loss.

【0010】図7に電子写真方式の画像形成装置の模式
図を示す。半導体レーザ駆動回路100により駆動され
る半導体レーザ101からレーザ光が出射され、レンズ
102を介してポリゴンミラー103の反射面に反射さ
れる。ポリゴンミラー103はポリゴンミラー104に
よって回転されているので、ミラー105を反射したレ
ーザ光は感光ドラム106上を走査する。感光ドラム1
06の表面は、帯電器107によって帯電された後、レ
ーザ光によって文字や画像信号等が書きこまれ、現像機
108内のトナーによって顕像化される。感光ドラム表
面のトナーは転写器109によって用紙111に転写さ
れ、図示しない定着装置によって用紙に定着される。感
光ドラム106上の不要なトナーはクリーナ110によ
って清掃される。本発明のDCブラシレスモータ制御回
路は、ポリゴンミラーモータ104の駆動に用いられて
いる。本発明のDCブラシレスモータ制御回路によっ
て、ポリゴンミラーモータの高速回転と高信頼性によ
り、画像形成装置の高速印刷と高品質化、かつ装置全体
の小形化を図ることができる。
FIG. 7 shows a schematic diagram of an electrophotographic image forming apparatus. Laser light is emitted from the semiconductor laser 101 driven by the semiconductor laser drive circuit 100, and reflected by the reflecting surface of the polygon mirror 103 via the lens 102. Since the polygon mirror 103 is rotated by the polygon mirror 104, the laser light reflected by the mirror 105 scans the photosensitive drum 106. Photosensitive drum 1
The surface of 06 is charged by the charger 107, and then characters and image signals are written by the laser beam and visualized by the toner in the developing device 108. The toner on the surface of the photosensitive drum is transferred to the sheet 111 by the transfer unit 109 and fixed on the sheet by a fixing device (not shown). Unnecessary toner on the photosensitive drum 106 is cleaned by the cleaner 110. The DC brushless motor control circuit of the present invention is used to drive the polygon mirror motor 104. With the DC brushless motor control circuit of the present invention, high-speed rotation and high reliability of the polygon mirror motor enable high-speed printing and high quality of the image forming apparatus, and downsizing of the entire apparatus.

【0011】[0011]

【発明の効果】従来のDCブラシレスモータのドライバ
では制御回路の信号により過渡的に2つのNch−FE
Tのオンまたは2つのNch−FETのオン期間が存在
していた。 またPWM動作時に過渡損失が発生するた
めFETはモータ電流以上の定格の大形のものを使って
いた。また放熱板も瞬間的なジャンクション温度の上昇
を考えて大形の放熱板を使用してきた。
In the conventional DC brushless motor driver, two Nch-FEs are transiently changed by the signal of the control circuit.
There was an ON period of T or two Nch-FETs. Moreover, since a transient loss occurs during PWM operation, a large FET having a rating higher than the motor current is used. As for the heat sink, a large heat sink has been used in consideration of the instantaneous rise in junction temperature.

【0012】本発明ではDCモータの励磁相切り替え時
にFETのターンオンのタイミングを遅らせるてターン
オフするFETとの電流の重複を抑える事とPWM制御
部のゲート駆動回路の高速化による過渡損失の低減効果
を組み合わせることにより小形のFETと小形の放熱板
で高信頼性のDCブラシレスモータ制御回路を構成する
ことが可能であり低価格化と高信頼性化を達成する事が
できる。
According to the present invention, it is possible to delay the turn-on timing of the FET at the time of switching the excitation phase of the DC motor to suppress the overlap of the current with the FET that is turned off, and to reduce the transient loss by increasing the speed of the gate drive circuit of the PWM control section. By combining them, it is possible to form a highly reliable DC brushless motor control circuit with a small FET and a small radiator plate, and it is possible to achieve low cost and high reliability.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】 本発明の一実施例の回路図である。FIG. 1 is a circuit diagram of an embodiment of the present invention.

【図2】 本発明の一実施例のNch−FETのターン
オン/ターンオフ動作を示す波形図である。
FIG. 2 is a waveform diagram showing a turn-on / turn-off operation of the Nch-FET according to the embodiment of the present invention.

【図3】 本発明の一実施例のPch−FETのターン
オン/ターンオフ動作を示す波形図である。
FIG. 3 is a waveform diagram showing a turn-on / turn-off operation of the Pch-FET according to the embodiment of the present invention.

【図4】 本発明の一実施例のFET同時オンを示す波
形図である。
FIG. 4 is a waveform diagram showing simultaneous FET turn-on according to an embodiment of the present invention.

【図5】 従来のDCブラシレスモータ制御回路の回路
図である。
FIG. 5 is a circuit diagram of a conventional DC brushless motor control circuit.

【図6】 従来のDCブラシレスモータ制御回のFET
同時オンを示す波形図である。
FIG. 6 FET of a conventional DC brushless motor control circuit
It is a wave form diagram which shows simultaneous ON.

【図7】 本発明の実施例である電子写真方式の画像形
成装置の模式図である。
FIG. 7 is a schematic diagram of an electrophotographic image forming apparatus that is an embodiment of the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1,3,5,49,51,53…Pch−FET、2,
4,6,50,52,54…Nch−FET、7,8,
9,10,11,12,13,14,15,16,1
7,18,55,57,59,62,65,68…トラ
ンジスタ、19,20,21,22,23,24,2
5,26,28,29,31,32,33,56,5
8,60,61,63,64,66,67,69,7
0,71,72…抵抗、34,42…制御回路、35,
73…DCブラシレスモータ、36,37,38,3
9,40,41,43,44,45,46,47,48
…ゲート駆動回路。
1, 3, 5, 49, 51, 53 ... Pch-FET, 2,
4, 6, 50, 52, 54 ... Nch-FET, 7, 8,
9, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16, 1
7, 18, 55, 57, 59, 62, 65, 68 ... Transistor, 19, 20, 21, 22, 23, 24, 2
5,26,28,29,31,32,33,56,5
8, 60, 61, 63, 64, 66, 67, 69, 7
0, 71, 72 ... Resistance, 34, 42 ... Control circuit, 35,
73 ... DC brushless motor, 36, 37, 38, 3
9,40,41,43,44,45,46,47,48
… Gate drive circuit.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 木村 雅春 茨城県ひたちなか市武田1060番地 日立工 機株式会社内 (72)発明者 稲永 宏 茨城県ひたちなか市武田1060番地 日立工 機株式会社内 Fターム(参考) 2C362 AA03 BA04 BA08 5H007 AA03 AA06 BB06 CA02 CB05 DB03 FA06 FA13 5H560 AA03 BB04 EB01 EC04 JJ02 JJ06 JJ19 RR02 SS01 UA05 UA06 XA12 XB02 5H740 AA04 BA12 JA01 JB01 MM08 MM13    ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continued front page    (72) Inventor Masaharu Kimura             Hitachiko, 1060 Takeda, Hitachinaka City, Ibaraki Prefecture             Machine Co., Ltd. (72) Inventor Hiroshi Inaga             Hitachiko, 1060 Takeda, Hitachinaka City, Ibaraki Prefecture             Machine Co., Ltd. F-term (reference) 2C362 AA03 BA04 BA08                 5H007 AA03 AA06 BB06 CA02 CB05                       DB03 FA06 FA13                 5H560 AA03 BB04 EB01 EC04 JJ02                       JJ06 JJ19 RR02 SS01 UA05                       UA06 XA12 XB02                 5H740 AA04 BA12 JA01 JB01 MM08                       MM13

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 DCブラシレスモータの制御回路におい
て、 半導体スイッチと、半導体スイッチを駆動するためのゲ
ート駆動回路と、ゲート駆動回路を駆動するための制御
回路を有し、ゲート駆動回路に任意の遅延時間を持たせ
たことを特徴とするDCブラシレスモータ制御回路。
1. A control circuit for a DC brushless motor, comprising a semiconductor switch, a gate drive circuit for driving the semiconductor switch, and a control circuit for driving the gate drive circuit, wherein the gate drive circuit has an arbitrary delay. A DC brushless motor control circuit characterized by having time.
【請求項2】 FETの半導体スイッチと、PWM制御
のDCブラシレスモータ制御回路を有し、DCモータの
励磁相切り替え時にFETのターンオンのタイミングを
遅らせてターンオフするFETとの電流の重複を抑える
ことと、PWM制御部のゲート駆動回路の高速化による
過渡損失の低減効果を組み合わせたことを特徴とする請
求項1記載のDCブラシレスモータ制御回路。
2. An FET semiconductor switch and a PWM-controlled DC brushless motor control circuit are provided, and when the excitation phase of the DC motor is switched, the FET turn-on timing is delayed to prevent the current from overlapping with the FET. 2. The DC brushless motor control circuit according to claim 1, wherein the effect of reducing transient loss by increasing the speed of the gate drive circuit of the PWM control unit is combined.
【請求項3】 請求項2記載のDCブラシレスモータ制
御回路をスキャナ用ポリゴンミラー制御回路として用い
たことを特徴とする画像形成装置。
3. An image forming apparatus using the DC brushless motor control circuit according to claim 2 as a polygon mirror control circuit for a scanner.
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